Allodole cornute dalle collezioni del Field Museum, con uccelli grigi dell'inizio del secolo e uccelli più puliti di anni più recenti quando c'era meno fuliggine nell'atmosfera. Credito:(c) Carl Fuldner e Shane DuBay, L'Università di Chicago e il Field Museum
Le allodole cornute sono simpatici uccellini canori con la pancia bianca e il mento giallo, almeno, ora lo sono. Cento anni fa, al culmine dell'inquinamento da fumo urbano negli Stati Uniti, le loro piume pallide erano macchiate di grigio scuro dalla fuliggine nell'atmosfera. Un nuovo giornale in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze mostra che lo scolorimento degli uccelli nelle collezioni museali può essere utilizzato per tracciare la quantità di nerofumo nell'aria nel tempo e gli effetti della politica ambientale sull'inquinamento.
"La fuliggine sulle piume di questi uccelli ci ha permesso di tracciare la quantità di carbonio nero nell'aria nel tempo, e abbiamo scoperto che l'aria all'inizio del secolo era ancora più inquinata di quanto gli scienziati pensavano in precedenza, "dice Shane DuBay, uno studente laureato presso il Field Museum e l'Università di Chicago e uno degli autori dello studio. Lui e il co-autore Carl Fuldner, anche uno studente laureato presso UChicago, ha analizzato oltre mille uccelli raccolti negli ultimi 135 anni per determinare e quantificare gli effetti della fuliggine nell'aria sulle città della Rust Belt.
"Se guardi a Chicago oggi, i cieli sono blu. Ma quando guardi le foto di Pechino e Dehli, hai un'idea di come erano una volta le città degli Stati Uniti come Chicago e Pittsburgh, " dice DuBay. "Utilizzando le collezioni dei musei, siamo stati in grado di ricostruire quella storia."
Gli ornitologi del Field Museum sanno da tempo che gli esemplari di uccelli nella collezione dei primi anni del 1900 erano visibilmente più scuri del previsto, e la fuliggine atmosferica era il sospetto.
"Quando tocchi questi uccelli, hai tracce di fuliggine sulle mani. Indosseremmo guanti bianchi mentre li maneggiavamo, e i guanti sarebbero usciti macchiati, come quando ti metti l'inchiostro sulla punta delle dita leggendo un giornale, " dice DuBay. Questo perché la fuliggine nell'aria si è attaccata alle piume degli uccelli come la polvere a un piumino. "Questi uccelli fungevano da filtri dell'aria che si muovevano attraverso l'ambiente, " aggiunge DuBay.
Passeri di campo dalle collezioni del Field Museum, con uccelli grigi dell'inizio del secolo e uccelli più puliti di anni più recenti quando c'era meno fuliggine nell'atmosfera. Credito:(c) Carl Fuldner e Shane DuBay, L'Università di Chicago e il Field Museum
Gli uccelli erano anche i candidati ideali per lo studio perché mutano e fanno crescere un nuovo set di piume ogni anno, il che significa che la fuliggine su di loro si era accumulata solo nell'ultimo anno quando sono stati raccolti. E c'era una tendenza apparente:i vecchi uccelli erano più sporchi, e i nuovi uccelli erano più puliti.
Per misurare i cambiamenti di fuliggine nel corso degli anni, DuBay e Fuldner si sono rivolti a un nuovo approccio:fotografare gli uccelli e misurare la luce riflessa da loro. Fuldner, uno storico della fotografia che si concentra sulle immagini dell'ambiente, ha lavorato con DuBay per sviluppare un metodo per analizzare gli uccelli usando la fotografia. Gli uccelli fotografati, contano più di mille, provenivano tutti da cinque specie che si riproducono nella cintura di produzione e hanno molte piume bianche che hanno mostrato la fuliggine.
Le immagini, raffigurante il contrasto tra gli uccelli grigi sporchi e quelli bianchi puliti, sono drammatici. "Le fotografie danno al progetto una dimensione viscerale:crei una connessione con le immagini, "dice Fuldner.
DuBay e Fuldner hanno tracciato la quantità di luce che rimbalza sulle piume degli uccelli in base all'anno in cui gli uccelli sono stati raccolti. Per dare un senso alle loro scoperte, la coppia di ricercatori ha poi approfondito la storia sociale dell'inquinamento atmosferico urbano.
"I cambiamenti negli uccelli riflettono gli sforzi, prima a livello cittadino, ma alla fine diventando un movimento nazionale, per affrontare il problema del fumo, ", afferma Fuldner. "Siamo effettivamente in grado di tornare indietro e vedere quanto siano stati efficaci determinati approcci politici".
"Siamo rimasti sorpresi dalla precisione che siamo riusciti a raggiungere, " dice DuBay. "La fuliggine sugli uccelli segue da vicino l'uso del carbone nel tempo. Durante la Grande Depressione, c'è un forte calo del carbonio nero sugli uccelli perché il consumo di carbone è diminuito, una volta che l'abbiamo visto, ha fatto clic." La quantità di fuliggine sugli uccelli è rimbalzata intorno alla seconda guerra mondiale, quando la produzione in tempo di guerra fece aumentare l'uso del carbone, e scese subito dopo la guerra, intorno a quando le persone nella Rust Belt iniziarono a riscaldare le loro case con il gas naturale proveniente dall'Occidente piuttosto che con il carbone.
Allodole cornute dalle collezioni del Field Museum, con l'uccello grigio della fine del secolo e l'uccello più pulito degli anni più recenti quando c'era meno fuliggine nell'atmosfera. Credito:(c) Carl Fuldner e Shane DuBay, L'Università di Chicago e il Field Museum
"Il fatto che gli uccelli più recenti siano più puliti non significa che siamo a posto, " osserva DuBay. "Mentre gli Stati Uniti rilasciano nell'atmosfera molto meno carbonio nero di quanto ne facessimo prima, continuiamo a pompare inquinanti meno evidenti nella nostra atmosfera:quegli inquinanti non sono così visibili come la fuliggine. Più, molte persone in tutto il mondo sperimentano ancora l'aria soffocata dalla fuliggine nelle loro città".
L'analisi del carbonio nero atmosferico potrebbe aiutare gli scienziati che studiano i cambiamenti climatici. "Sappiamo che il black carbon è un potente agente del cambiamento climatico, e all'inizio del secolo, i livelli di carbonio nero erano peggiori di quanto si pensasse in precedenza, " dice DuBay. "Spero che questi risultati aiuteranno gli scienziati del clima e dell'atmosfera a comprendere meglio gli effetti del carbonio nero sul clima".
E sia per DuBay che per Fuldner, essere in grado di applicare la loro ricerca al di là dei rispettivi campi della biologia evolutiva e della storia fotografica è stato sia inaspettato che gratificante.
"Come storico, una delle domande che mi pongo sempre è "Qual è il punto di questa ricerca per il modo in cui viviamo ora?" In questo caso la risposta è diventata subito chiara, " dice Fuldner. "Riempendo uno spazio vuoto nella documentazione storica di qualcosa di grande come l'inquinamento atmosferico nelle città americane, e poterlo condividere con gli scienziati dell'atmosfera che studiano gli effetti del carbonio nero sul clima, è straordinario."
"Questo studio mostra un punto di svolta quando ci siamo allontanati dal bruciare carbone sporco, e oggi, siamo in un momento cruciale simile con i combustibili fossili, " dice DuBay. "A metà del 20 ° secolo, abbiamo fatto un investimento in infrastrutture e fonti di carburante regolamentate, si spera, possiamo prendere quella lezione e fare una transizione simile ora a una più sostenibile, fonti di energia rinnovabile più efficienti e meno dannose per il nostro ambiente".
DuBay osserva che oltre alle implicazioni ambientali del progetto, il loro lavoro mostra anche l'importanza delle collezioni museali come quelle che usavano dal Field Museum di Chicago, il Carnegie Museum of Natural History di Pittsburgh, e il Museo di Zoologia dell'Università del Michigan ad Ann Arbor. "Spero che questo studio esponga le collezioni come una risorsa preziosa per affrontare le attuali preoccupazioni ambientali, " dice DuBay. "Questo documento mostra i modi in cui le raccolte di storia naturale possono essere utilizzate, sottolineando il valore delle collezioni e nel continuare a costruire collezioni, per aiutarci a migliorare la nostra comprensione degli impatti umani sul mondo naturale".
